作者： Whitney Behr

翻译：喀秋莎

一项新的研究为一个非主流的观点提供了证据，地球板块构造的产生和演化可能与大陆的抬升和沉积物在大陆边缘和在海沟的累积有关。

       众所周知，地球是太阳系中唯一观察到存在板块演化过程的行星，我们称之为板块构造现象。在板块冷却的过程中，对流的地幔将热量传递给一个叫做岩石圈的刚性外壳。岩石圈在板块生长边界产生，并且通过循环从消亡边界回到地幔。为何板块以这种形式运动，以及板块构造运动是从什么时候开始的仍然是一个有待争议的话题。Sobolev和Brown认为，解释这个问题答案同时有助于得到关于行星深部和表面过程之间的联系的深刻理解，包括气候和环境过程，不管是在地球还是其他行星。

       地球板块俯冲是板块运动的主要驱动力也是热量丢失的主要原因。板块运动速度速度越快，降温速度也越快。相反，如果板块运动陷入停滞，热量将被限制在地幔内，冷却速度也会减缓。板块俯冲运动的速率由几个因素所控制，包括俯冲板块的物质材料强度和俯冲板块与上覆板块界面的物质材料强度。

       板块界面强度是一个对俯冲物质组成十分敏感的参数。例如，使洋壳干而坚硬的铁镁质火成岩会导致较低的板块俯冲速率。相反，由大陆物质风化而来沉积在洋壳顶部的毯状沉积物及潮湿又柔暖，可以产生一种名为沉积物润滑的过程，提高板块俯冲的速率。几个现代俯冲板块如安第斯山脉及喜马拉雅山的板块俯冲动力学过程可能受其影响。

       Sobolev和Brown探究了早期地球动力学过程（20-45亿年）中沉积物润滑作用可能的影响。他们研究了雪球地球事件，并指出该事件加速了对消亡板块的风化剥蚀作用。更进一步，他们假设大陆边缘风化后的沉积物成为了板块边界的润滑剂并且帮助形成了现代的板块构造形式。为了证明该假设，作者研究了板块俯冲和大陆风化沉积物加入海洋过程之间的联系。

     有一些地质学特征可以反映板块俯冲的速率，如造山带长度的累积（反映大陆碰撞的频率）及成对出现的变质带。这样的边界包含了平行出现的变质岩块，它们往往拥有相同的形成年龄及互相排斥的矿物组合。成对变质岩带在过去常常被认为是不对称俯冲过程的标志。对于进入海洋的沉积物，科学家着重关心地壳物质和地幔物质在地球化学方面对于海水和火山岩的影响。

       两位科学家通过收集全球范围内的数据将其整合成为自洽的假说。尽管每种来源的数据都非常复杂并且富有争议，但当它们整合在一起后就在地质时期上形成了三个宽峰。其中一个峰与大陆在海平面上的出现时间吻合，并且三个峰都与全球冰川事件时间吻合。这些峰的形成时间似乎早于陆块的聚合，例如超大陆的形成。

       尽管两位科学家的理论仍然不够成熟，需要更多的实验区检验。但是沉积物润滑剂与造山运动的相关性值得更加深入的探索。例如，上覆板块的地势升高增加了板块界面的摩擦力，从而减少了板块运动速率。但是，造山运动增强了地表的风化作用从而增加了沉积物的供应。同时，板块俯冲带的火山运动和碳排放也影响着全球的气候和风化作用。到底是哪些过程主导了板块运动以及这些过程如何相互影响，我们至今知之甚少。

       如果我们能够衡量沉积物的通量和储量以及这些沉积物中的地球化学微量元素从山脉到海沟的转移量，这将是非常有价值的工作。这样的衡量过程需要将地球早期的岩石圈与气候与今天的差异考虑在内。从地质学的角度，我们需要更多来自天然岩石样品的限制条件以及关于深部和浅部板块界面的实验来获得俯冲岩石界面的物理特性。

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